辛香料资源高效利用与产业化进展

本文介绍了“辛香料资源高效利用与产业化研究”课题的研究内容和研究进展。     

杓兰果胶杆菌海藻糖酶的克隆表达及应用

海藻糖酶在工业发酵和食品医药等领域应用广泛,我国缺乏性能优良工业品种的海藻糖酶,同时在应用研究领域还不够深入。本研究从自然界筛选获得一株产酸性海藻糖酶的杓兰果胶杆菌(Pectobacterium cypripedii),克隆获得其海藻糖酶基因PCTre,在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)体系中实现了重组表达,在5L发酵罐上28h产酶达到4130U/mL。酶学性质研究显示,PCTre能特异性水解海藻糖,最适反应温度和pH分别是35℃和5.5,在pH4.0、4.5、5.0处理8h后残余酶活仍超过80%,表现出良好的耐酸性。同时该酶还显示出优良的有机溶剂耐受性,在20%(V/V)乙醇溶液中处理24h仍能保留60%的酶活。进一步在含有20%(V/V)乙醇和7.5%海藻糖的模拟发酵体系中,当添加500U/L PCTre,可在16h内完全水解海藻糖,具有良好的应用于工业乙醇发酵的潜力。     

滇结香花水提物对2型糖尿病小鼠降血糖作用的初步研究

本文旨在研究滇结香花水提物对2型糖尿病小鼠空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)和血脂的影响。主要通过高脂饲养联合小剂量链脲佐菌素STZ腹腔注射法对C57BL/6J小鼠建立2型糖尿病模型,治疗4周后发现同模型组相比,滇结香花水提液的低(1 g/kg)、中(2 g/kg)、高(3 g/kg)剂量组小鼠的FBG、糖化血红蛋白量(HbA1c)均有明显降低(P0.05),血清胰岛素(FINS)水平显著升高(P0.05),同时可有效调节脂质代谢并且滇结香花中、高剂量组对于模型小鼠胰岛的修复有较明显的作用。因此滇结香花水提物能较好地降低糖尿病小鼠的血糖,其机制可能与修复损伤胰岛、调节血脂代谢有一定的关系。     

基于人工神经网络-遗传算法的樟芝发酵培养基优化

采用优化模型对药用丝状真菌樟芝的复杂发酵过程进行建模,并获得最优发酵培养基组成.对樟芝发酵过程中的形态变化过程进行了观察,并分别采用人工神经网络(ANN)和响应面法(RSM)对樟芝发酵过程进行建模,同时采用遗传算法(GA)优化了发酵培养基组成.结果表明,ANN模型比RSM模型具有更好的实验数据拟合能力和预测能力,GA计算得到樟芝生物量理论最大值为6.2 g/L,并获得发酵最佳接种量及培养基组成:孢子浓度1.76× 105个/mL,葡萄糖29.1 g/L,蛋白胨9.4 g/L,黄豆粉2.8 g/L.在最佳培养条件下,樟芝生物量为(6.1±0.2)g/L.基于ANN-GA的优化方法可用于优化其他丝状真菌的复杂发酵过程,从而获得生物量或活性代谢产物.     

精酮合剂对小鼠的抗疲劳作用

通过观察小鼠负重力竭游泳时间探讨精氨酸-酮戊二酸盐(精酮合剂,AAKG)对小鼠的抗疲劳作用,分别测定小鼠游泳前后血清尿素含量、肝糖原含量、全血乳酸含量等指标以探讨AAKG抗疲劳机制。结果表明,经AAKG处理过的小鼠负重游泳时间(4.71±1.36min)比对照组小鼠(3.01±0.46min)明显延长(P<0.05),AAKG组小鼠血清尿素氮含量(177.94±17.7mg/L)明显低于对照组(202.38±8.95mg/L)(P<0.05),AAKG组小鼠乳酸曲线下面积(85.88±9.74mmol/L)也显著低于对照组(112.82±17.10mmol/L)(P<0.05),而AAKG组小鼠肝糖原含量(11.95±0.35mg/g)显著性高于对照组小鼠(8.42±0.97mg/g)(P<0.05)。本实验结果表明AAKG具有较好的抗疲劳作用,推测与其能够提高小鼠代谢能力和增强应激能力有关。     

比较基因组学解析谷物醋醋醅中巴氏醋杆菌和欧洲驹形杆菌的功能差异

【目的】基于比较基因组分析,探究镇江香醋醋醅中不同醋酸菌的功能差异。【方法】利用分离培养技术结合16SrRNA基因全长测序获得不同分类地位的醋酸菌;应用比较基因组学结合发酵性能实现不同醋酸菌生长和代谢的差异比较。【结果】巴氏醋杆菌和欧洲驹形杆菌为镇江香醋醋醅中的主要醋酸菌。其中,欧洲驹形杆菌的GC含量更高、基因组更大。功能注释结果表明巴氏醋杆菌和欧洲驹形杆菌的碳水化合物、氨基酸相关基因数量及种类差异较大,欧洲驹形杆菌的碳水化合物活性酶数量更多。相比巴氏醋杆菌,欧洲驹形杆菌中富集的功能差异基因主要参与磷酸戊糖途径、脂肪酸生物合成、果糖和甘露糖代谢等代谢途径。验证结果表明欧洲驹形杆菌可通过产生更多的乙醇脱氢酶、乙醛脱氢酶和大量的ATP,并改变细胞膜脂肪酸组成来提高乙醇的转化率。【结论】明确了巴氏醋杆菌和欧洲驹形杆菌基因之间的差异。欧洲驹形杆菌通过更多的能量积累、更高的乙醇转化相关酶酶活力和细胞膜脂肪酸组成的改变,来改善胞内微环境以适应高酸环境。本研究得到的结果可加深对不同醋酸菌耐酸机制的理解。     

桦褐孔菌菌丝体及甾类化合物的发酵条件优化

对桦褐孔菌深层发酵培养基进行了筛选,以菌丝体及甾类化合物产量为目标对发酵条件进行了优化,确定最佳发酵条件为：30g/L葡萄糖,2.5g/L黄豆粉,2.5g/L蛋白胨,3g/L KH2PO4,0.8g/L MgSO4,0.8g/L CaSO4,初始pH4.0,接种量15%,装液量100mL/500mL,转速150r/min,28℃恒温培养。此条件下培养11d,菌丝体干重达12.52g/L,甾体类化合物的产量达112.44mg/L。     

中国药用真菌资源开发与应用研发现状与展望

药用真菌对疾病有预防、治疗作用,是我国医药宝库中重要的资源。但是,许多药用真菌产量小、不易采集,且易受自然环境条件限制,极大地阻碍了我国真菌类药物的研发及进展,将以基因工程、发酵工程等为主体的现代生物技术应用到药用真菌领域,对药用真菌的培养、生产、开发起到了重要的作用,具有广阔的应用前景。     

三羟基雄甾烯酮高转化菌株的选育及工艺优化

以能将去氢表雄酮 (DHEA) 转化为三羟基雄甾烯酮 (7α,15α-diOH-DHEA) 的赤霉菌Gibberella intermedia CA3-1为出发菌株,对其进行了诱变选育及工艺优化,以期提高转化效率。采用0.12 mg/mL亚硝基胍诱变处理赤霉菌孢子悬液30 min,以350 μmol/L酮康唑为最低抑制浓度进行抗性平板筛选,最终获得一株遗传稳定性较好的高产菌株M-10,其产物摩尔得率达到70.2%,为出发菌株的1.2倍。通过摇瓶转化工艺的优化,确定了突变菌株的最适转化工艺。在优化的转化工艺下,当底物DHEA投料浓度为5 g/L时,7α,15α-diOH-DHEA摩尔得率提高到75.6%,较原始菌株提高了31.3%。     

灵芝孢子粉免疫调节作用研究

观察DNFB诱导小鼠迟发型变态反应、血清溶血素测定（血凝法）、小鼠腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞试验,结果表明,灵芝了粉可以促进小鼠细胞免疫功能提高体液免疫功能,促进小鼠体内抗体的产生,具有增强小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能,是一种比较有效的免疫调节剂。